Prosesor

=== Prosesor ===
 CPU adalah otak dari sebuah computer
 Fungsi CPU adalah menjalankan program-program yang disimpan dalam memori
utama dengan cara mengambil instruksi, menguji instruksi tersebut dan
menjalankan instruksi astu demi satu.
 CPU terdiri dari beberapa bagian :
1. Unit Kontrol
Bertanggung jawab mengambil instruksi-instruksi dari memori utama dan
menentukan jenis instruksi tersebut.
2. ALU
Menjalankan operasi-operasi seperti penjumlahan, pengurangan, dan Boolean
AND
3. Register
Memori kecil berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan hasilhasil sementara dan informasi control tertentu.
 Program Counter ( PC )
Sebuah register yang berfungsi menunjuk, mengambil dan menjalankan
instruksi berikutnya.
 Instruction Register ( IR )
Register yang berfungsi untuk menyimpan instruksi yang sedang berjalan
 Akumulator (AC)
Register yang berfungsi mengumpulkan hasil-hasil aritmetik
 Bus
1. Sekumpulan kabel-kabel paralel untuk mentarnsmisikan alamat (address),
data, dan sinyal-sinyal control.
2. Menghubungkan komponen-komponen yang ada dalam CPU dengan Memori
dan Peralatan I/O.
1
=== Organisasi CPU ===
 Jalur Data adalah organisasi bagian internal dari CPU von Neumann yang terdiri
dari register, ALU dan beberapa bus.
 Sebagian besar instruksi dapat dibagi dalam 2 kategori:
1. Register-Memori
2. Register-Register
 CPU menjalankan setiap instruksi dalam beberapa langkah:
1. Mengambil instruksi berikutnya dari memori dan membawanya ke dalam
register instruksi
2. Mengubah PC (Pencacah Program) agar menunjuk ke instruksi selanjutnya
3. Menentukan jenis instruksi yang baru saja diambil
4. Jika instruksi tersebut menggunakan sebuah word dalam memori, ditentukan
dimana instruksi tersebut berada.
5. Mengambil word tersebut, jika diperlukan, dan membawanya ke dalam
sebuah register CPU
6. Menjalankan instruksi
7. Kembali ke langkah 1 untuk memulai menjalnkan instruksi berikutnya.
 Rangkaian langkah-langkah ini sering disebut siklus baca-decode-execute.
 Interpreter
1. Sebuah program yang mengambil, memriksa, dan menjalankan instruksiinstruksi dari program lain
2. Program yang mempunyai kesamaan fungsi seperti CPU hardware.
3. Sebuah interpreter membagi instruksi-instruksi dari mesin targetnya ke dalam
langkah-langkah kecil. Karena itu, mesin tempat interpreter tersebut
beroperasi jauh lebih sederhana dan murah dibanding sebuah prosesor
hardware.
2
 Komputer sederhana dengan instruksi-instruksi yang dijalankan interpreter
mempunyai beberapa keuntungan :
1. Kemampuan untuk memperbaiki instruksi-instruksi yang dijalankan secara
tidak tepat dalam bidang tersebut, atau membetulkan kesalahan-kesalahan
desain dalam hardware utama
2. Kesempatan untuk menambahkan instruksi baru dengan biaya rendah.
3. Desain tersruktur yang memungkinkan pengembangan, pengujian, dan
pendokumentasian instruksi-instruksi kompleks secara efisien.
 Keuntungan
utama
dari
pendekatan
yang
berbasis
interpreter
adalah
kemampuan untuk mendesain sebuah prosesor sederhana, dengan kompleksitas
hanya pada memori yang menyimpan interpreter tersebut.
=== RISC
VS
CISC ===
 Selama akhir 1970-an, karena keberadaan interpreter, maka telah dilaksanakan
eksperimen dengan instruksi yang sangat kompleks.
 Para perancang mencoba untuk menutupi “ perbedaan semantic “ antara mesinmesin apa yang dapat menjalankan instruksi dan bahasa pemrograman tingkat
tinggi apa yang dibutuhkan
 RISC = Reduced Instruction Set Computer
 Jumlah instruksi yang tersedia relative sedikit
 Cara yang paling tepat untuk mendesain sebuah computer adalah
menyediakan sejumlah kecil instruksi sederhana yang beroperasi dalam satu
siklus jalur data
 Suatu konsep untuk merancang keeping VLSI CPU yang tidak menggunakan
interpretasi
 Contoh : DEC Alpha
 CISC = Complex Instruction Set Computer
 Berisi sebuah inti RISC yang menjalankan instruksi yang paling sedrehana
dalam satu siklus jalur data
 Dapat menginterpretasikan instruksi yang lebih kompleks dengan CISC biasa
 Instruksi-instruksi menjadi cepat
3
== Prinsip-Prinsip Desain untuk Komputer Modern ==
 Sebuah prinsip dalam merancang CPU yang memiliki tujuan umum yang harus
dipatuhi oleh perancang
 Beberapa prinsip utama sbb :
1. Semua instruksi secara langsung dijalnkan oleh hardware
2. Memaksimalkan kecepatan dimana instruksi-instruksi itu dikeluarkan
3. Instruksi harus mudah untuk didekodekan
4. Hanya instruksi Load dan Store yang diakses ke memori
5. Menyiapkan banyak register
 MIPS = Millions of Instruction per Second
Artinya : Dapat mengeksekusi banyak instruksi dalam waktu singkat
=== Paralelisme ===
 Para perancang computer berusaha untuk meningkatkan kinerja mesin-mesin
yang dirancangnya dengan membuat chip-chip agar bekerja lebih cepat dengan
menambah kecepatan detaknya.
 Paralelisme ialah melakukan dua hal atau lebih secara sekaligus sebagai suatu
cara untuk mencapai kinerja yang lebih tinggi pada suatu kecepatan detak
tertentu.
 Ada dua bentuk umum paralelisme :
1. Paralelisme Instruksi-Level
2. Paralelisme Prosesor-Level
Paralelisme Instruksi-Level
 Dimanfaatkan dalam instruksi-instruksi individu agar dapat mengeksekusi lebih
banyak instruksi/detik dari mesin tersebut.
4
 Penyangga Prabaca
Sekumpulan register tempat menyimpan instruksi agar dapat segera diambil saat
dibutuhkan nantinya.
 Pepiline
Suatu konsep pelaksanaan instruksi yang dibagi dalam banyak bagian, dimana
masing-masing bagian ditangani oleh hardware khusus dan keseluruhan bagian
dapat beroperasi secara parallel.
 Tahap
 Latensi
Waktu yang dibutuhkan untuk menjalankan sebuah instruksi
 Lebar Pita Prosesor
Banyaknya prosesor yang dimiliki oleh CPU
 Pepiline U
Pepiline yang dapat menjalankan sebuah instruksi Pentium yang selali berubahubah
 Pepiline V
Pepiline yang hanya dapat menjalankan instruksi integer sederhana
 Arsitektur Superskalar
Sebuah istilah untuk suatu pendekatan pelaksanaan instruksi yang hanya dengan
satu pepiline tunggal tetapi dapat melakukan pelbagai fungsi.
Paralelisme Prosesor-Level
 Berbagai macam CPU menangani pelbagai masalah yang sama
Komputer-Komputer Larik :
 Prosesor Larik
Sejumlah besar prosesor yang sama menjalankan rangkaian instruksi yang sama
pada kumpulan data yang berbeda.
 Prosesor Vektor
Prosesor yang mirip dengan prosesor larik.
Perbedaanya adalah pada pada prosesor vector seluruh operasi tambahannya
dijalankan dalam sebuah elemen penambah tunggal dengan banyak pepiline.
 Register Vektor
5
Sekumpulan register konvensional yang dapat di load dari memori dalam suatu
instruksi tunggal, yang meload register-register tersebut dari memori secara serial
Multiprosesor
Suatu system dengan lebih dari satu CPU yang memiliki sebuah memori bersama
Multikomputer
Sebuah system yang terdiri dari banyak computer yang saling terhubung dimanamana masing-masing memiliki memori sendiri-sendiri, dan tidak ada memori
bersama.
6